一种锗波导的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锗波导的制备方法，包括

【技术实现步骤摘要】
一种锗波导的制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种锗波导的制备方法
。

技术介绍

[0002]在半导体领域中，专利“CN202211684030
‑
一种
MEMS
空腔的制备方法”中公开了在高温下易溶于强酸和双氧水，因此形成锗波导后，不可以通过
SPM(
硫酸和双氧水
)
湿法清洗，需要采购专用的清洗液
NE14
来清洗，这就导致了设备和化学品使用成本的增加
。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的问题，提供了一种锗波导的制备方法，通过在锗波导刻蚀阶段控制聚合物的生成以及刻蚀后灰化过程中的特殊处理，后续通过现有常规的
DHF(Diluted HF solution
，稀氢氟酸溶液
)
清洗就可以去除反应副产物，形成锗波导，节约了购买新设备和化学品成本
。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：一种锗波导的制备方法，包括：
[0005]S1、
在硅衬底上外延生长锗，再在锗上沉积掩膜层，并图形化光阻掩膜；
[0006]S2、
干法蚀刻掩膜层，并去除光阻掩膜；
[0007]S3、
对锗进行蚀刻，整个表面形成一层氯化锗聚合物；
[0008]S4、
采用氟自由基和氧自由基去除氯化锗聚合物，并采用稀
DHF
清洗；
[0009]S5、
去除掩膜层，形成锗波导
。
[0010]作为一种优选方案，步骤
S2
中，采用轻聚合物气体配比刻蚀，蚀刻后灰化去胶，并用稀
DHF
清洗；其中，轻聚合物气体包四氟化碳和氩气，四氟化碳作为主刻蚀气体，适量的氩气产生离子轰击减轻反应中的聚合物
。
[0011]作为一种优选方案，所述四氟化碳体积流量为
10
～
60SCCM
，氩气体积流量为
40
～
150SCCM
；氩气与四氟化碳流量比例为2～
4:1。
[0012]作为一种优选方案，步骤
S3
中，采用氯气和溴化氢作为主蚀刻气体，氧气作为蚀刻过程中侧壁保护气体
。
需要注意的是，氯气和氧气两种气体比例需精确控制
。
[0013]作为一种优选方案，所述氯气体积流量为6～
50SCCM
，溴化氢体积流量为
30
～
210SCCM
，氧气体积流量为2～
15SCCM
；氯气与氧气的流量比例为6～
15:1。
[0014]作为一种优选方案，步骤
S4
中，采用氧气与四氟化碳的混合气体去除氯化锗聚合物，氟自由基的量需精确控制，过多会损伤锗波导侧壁
。
优选的，四氟化碳占总气体的比例为
0.3
％～5％
。
[0015]作为一种优选方案，在步骤
S5
中，采用浓
DHF
或
BOE(Buffered oxide etchant
，缓冲氧化物腐蚀剂
)
去除掩膜层
。
[0016]作为一种优选方案，所述稀
DHF
中，
HF
与
H2O
的体积比例为
50:1
或
100:1。
[0017]作为一种优选方案，所述浓
DHF
中，
HF
与
H2O
的体积比例为
10:1
或
20:1
；所述
BOE
中，
HF
与
NH4F
的体积比例为
6:1
或
10:1。
[0018]作为一种优选方案，所述掩膜层为二氧化硅
、BARC(Bottom anti
‑
reflecting coating
，底部抗反射层
)、
或氮氧化硅中任意一种
。
[0019]与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为
:
本专利技术通过在锗波导刻蚀阶段控制聚合物的生成以及刻蚀后灰化过程中的特殊处理，后续通过现有常规的
DHF
清洗就可以去除反应副产物，不需采购新设备新材料，降低了成本，同时扩展现有工艺能力
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提出的锗波导的制备方法流程图
。
[0021]图
2(a)
～图
2(e)
为本专利技术提出的锗波导的制备方法的步骤
S1
～
S5
过程示意图
。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制
。
相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化
、
修改和等同物
。
[0023]由于在现有的锗波导制备工艺中，锗波导的反应副产物需要采购专用的清洗液
NE14
进行清洗，这就导致了成本的增加
。
为了降低成本，请参考图1，本专利技术实施例提出了一种锗波导的制备方法，在锗波导蚀刻阶段控制聚合物的生成以及蚀刻后灰化过程中进行特殊处理，后续采用常规的
DHF
即可完成反应副产物的去除
。
具体方案如下
:
[0024]步骤
S1、
在硅衬底上外延生长锗，再在锗上沉积掩膜层，并图形化光阻掩膜
。
[0025]请参考图
2(a)
，在该步骤中，硅衬底上外延生长一层锗之后，再在锗层表面沉积掩膜层，而后掩膜层上图形化光阻掩膜
。
[0026]需要说明的是，掩膜层可以是
BARC(Bottom anti
‑
reflecting coating
，底部抗反射层
)、
二氧化硅或氮氧化硅等中的一种
。
优选的，采用二氧化硅沉积掩膜层
。
[0027]步骤
S2、
干法蚀刻掩膜层，并去除光阻掩膜
。
[0028]请参考图
2(b)
，本实施例中，采用轻聚合物气体配比进行蚀刻，四氟化碳作为主刻蚀气体，适量的氩气产生离子轰击减轻反应中的聚合物，刻蚀后灰化去胶并用稀
DHF
清洗
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锗波导的制备方法，其特征在于，包括
:S1、
在硅衬底上外延生长锗，再在锗上沉积掩膜层，并图形化光阻掩膜；
S2、
干法蚀刻掩膜层，并去除光阻掩膜；
S3、
对锗进行蚀刻，整个表面形成一层氯化锗聚合物；
S4、
采用氟自由基和氧自由基去除氯化锗聚合物，并采用稀
DHF
清洗；
S5、
去除掩膜层，形成锗波导
。2.
根据权利要求1所述的锗波导的制备方法，其特征在于，所述步骤
S2
中，采用轻聚合物气体配比刻蚀，蚀刻后灰化去胶，并用稀
DHF
清洗；其中轻聚合物气体包含四氟化碳和氩气
。3.
根据权利要求2所述的锗波导的制备方法，其特征在于，所述四氟化碳体积流量为
10
～
60SCCM
，氩气体积流量为
40
～
150SCCM
；氩气与四氟化碳流量比例为2～
4:1。4.
根据权利要求1或2所述的锗波导的制备方法，其特征在于，根据权利要求1所述的锗波导的制备方法，其特征在于，所述步骤
S3
中，采用氯气和溴化氢作为主蚀刻气体，氧气作为蚀刻过程中侧壁保护气体
。5.
根据权利要求4所述的锗波导的制备方法，其特征在于，所述氯气体积流量为6～
50SCCM
，溴化氢体积流量为
30
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王百钱，杨荣，余明斌，
申请(专利权)人：上海铭锟半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：